세라믹스·유리
이온 결합과 배위수, 대표적인 결정 구조, 소결, 유리 전이, 와이블 통계에 의한 강도의 편차, 열충격, 유전·압전 재료를 3지선다 문제로 확인할 수 있습니다. 계산 문제에도 해설이 있습니다.
—나의 정답률
0 / 12푼 문제
세라믹스·유리 핵심 정리
세라믹스의 대부분은 이온 결합이나 공유 결합으로 이루어져 있으며, 양이온의 배위수는 양이온과 음이온의 반경비로 대략 정해집니다. NaCl형, CsCl형, 페로브스카이트형 등의 구조와 배위수를 알아 둡시다. 분말을 고온에서 구워 굳히는 소결은 표면 에너지의 감소를 구동력으로 진행됩니다.
세라믹스는 내부의 작은 결함에서 취성적으로 파괴되므로 강도의 편차가 크며, 와이블 분포로 파괴 확률을 평가합니다. 유리는 과냉각 액체의 구조가 동결된 것으로, 유리 전이 온도는 냉각 속도에 따라 달라집니다. BaTiO₃ 등의 강유전체는 커패시터나 압전 소자로서 전자 부품에 없어서는 안 되는 재료입니다.
세라믹스·유리 문제 목록(12문제)
- Na⁺의 이온 반경을 0.102 nm, Cl⁻의 이온 반경을 0.181 nm라고 하자. 반경비로부터 예상되는 양이온의 배위수는 얼마인가? 반경비가 0.225~0.414일 때 배위수 4, 0.414~0.732일 때 6, 0.732 이상일 때 8로 한다.
- CsCl형 구조에 대한 설명으로 옳은 것은 무엇인가?
- BaTiO₃ 등의 페로브스카이트 구조(ABO₃)에서 B 자리 양이온(Ti⁴⁺) 주위의 산소 배위수는 얼마인가?
- 세라믹스 분말의 소결에 대한 설명으로 옳은 것은 무엇인가?
- 유리를 용융액에서 냉각할 때의 유리 전이 온도 Tg에 대한 설명으로 옳은 것은 무엇인가?
- 어떤 세라믹스의 강도가 와이블 분포 Pf = 1 − exp[−(σ/σ₀)의 m제곱]을 따르며, 척도 파라미터 σ₀ = 400 MPa, 와이블 계수 m = 10이다. 300 MPa로 하중을 가했을 때의 파괴 확률에 가장 가까운 것은 무엇인가?
- 와이블 계수 m = 10인 세라믹스에서 부피 V인 시험편의 특성 강도가 500 MPa였다. 같은 재료로 만든 부피 10V인 부품의 특성 강도는 와이블의 체적 효과 σ₂/σ₁ = (V₁/V₂)의 1/m제곱을 사용하면 얼마에 가장 가까운가?
- 어떤 세라믹스의 굽힘 강도가 300 MPa, 영률이 380 GPa, 푸아송비가 0.22, 선팽창 계수가 8.0×10⁻⁶ K⁻¹이다. 급랭에 의한 열충격으로 균열이 생기기 시작하는 온도차의 기준 ΔTc = σf(1 − ν)/(Eα)에 가장 가까운 것은 무엇인가?
- ZrO₂에 Y₂O₃를 고용시킨 안정화 지르코니아(YSZ)가 산화물 이온 전도체가 되는 이유로 옳은 것은 무엇인가?
- 압전성과 강유전성의 관계에 대한 설명으로 옳은 것은 무엇인가?
- 비유전율 3000인 유전체층(두께 2.0 µm)을 면적 1.0 mm²의 전극 사이에 끼운 평행판 커패시터의 정전 용량에 가장 가까운 것은 무엇인가? 진공의 유전율을 8.85×10⁻¹² F/m로 한다.
- 부분 안정화 지르코니아가 높은 파괴 인성을 나타내는 주된 이유는 무엇인가?